2019浙教版中考科学复习-物理-12、简单机械

2019浙教版中考复习物理——12、简单机械
一、知识点
1．物理学中，一般把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。
2．杠杆绕着转动的点叫做支点；使杠杆转动的力叫做动力；阻碍杠杆转动的力叫做阻力；从支点到动力作用线的距离叫做动力臂；从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。
3．杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
4．动力臂大于阻力臂的是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的是费力杠杆。
5．定滑轮在使用时，不随物体移动而移动，定滑轮本质上是等臂杠杆，不能省力但能改变力的方向；动滑轮在使用时，随着物体的移动而移动，动滑轮本质上是省力杠杆，可以省力但不改变力的方向。
6．由动滑轮和定滑轮组合而成的机械叫做滑轮组，其特点是能省力，有的既能省力又能改变力的方向。滑轮组绳子端的拉力为（不计摩擦）。

二、例题精讲
【例1】★
学校里的工人师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是（　　）

　 A． 增大阻力臂，减小动力移动的距离 B． 增大动力臂，省力
　 C． 减小阻力臂，减小动力移动的距离 D． 减小阻力臂，省力


【例2】★★
图中F1、F2和F3是分别作用在杠杆上使之在图示位置保持平衡的力，其中的最小拉力是（　　）

　 A． F1 B． F2 C． F3 D． 三个力都一样


【例3】★★★
如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（　　）

　 A． 5N B． 10N C． 20N D． 40N


【例4】★★★★★
如图所示，均匀细杆OA长为l，可以绕O点在竖直平面内自由移动，在O点正上方距离同样是l的P处固定一定滑轮，细绳通过定滑轮与细杆的另一端A相连，并将细杆A端绕O点从水平位置缓慢匀速向上拉起．已知绳上拉力为F1，当拉至细杆与水平面夹角θ为30°时，绳上拉力为F2，在此过程中（不考虑绳重及摩擦），下列判断正确的是（　　）

　 A． 拉力F的大小保持不变 B． 细杆重力的力臂逐渐减小
　 C． F1与F2两力之比为1： D． F1与F2两力之比为：1


【例5】★★★
如图所示，密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是尺长的三分之一，当在B端挂1N的重物P时，刚好能使尺A端翘起，由此可推算直尺的重力为（　　）

　 A． 0.5N B． 0.67N C． 2N D． 无法确定


【例6】★★
在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（　　）

　 A． 300N 0.1m/s B． 150N 0.1m/s? C． 60N 0.2m/s D． 30N 0.2m/s?



【例7】★★★
如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）．使用时：
（1）瘦子固定不动，胖子用力FA拉绳使G匀速上升．
（2）胖子固定不动，瘦子用力FB拉绳使G匀速上升．
下列说法中正确的是（　　）

　 A． FA＜G B． FA＞FB C． FB=2G D． 以上说法都不对


【例8】★★★★★
如图所示，不计绳重和摩擦，吊篮与动滑轮总重为450N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是（　　）

　 A． 218N B． 220N C． 210N D． 236N


【拓展题】
如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（　　）

　 A． 一直是变大的 B． 一直是变小的 C． 先变大，后变小 D． 先变小，后变大



如图所示OB为粗细均匀的均质杠杆，O为支点，在离O点距离为a的A处挂一个质量为M的物体，杠杆每单位长度的质量为m，当杠杆为多长时，可以在B点用最小的作用力F维持杠杆平衡？（　　）

　 A． B． C． 2Ma/m D． 无限长



如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中，错误的是（　　）

　 A． 绳子自由端受到的拉力大小是100N B． 人对地面的压力为400N
　 C． 人对地面的压力为250N D． 绳子自由端运动速度是0.01m/s


某工地工人在水平工作台上通过滑轮组匀速提升货物，如图所示．已知工人的质量为70kg．第一次提升质量为50kg的货物时，工人对绳子的拉力为F1，对工作台的压力为N1；第二次提升质量为40kg的货物时，工人对绳子的拉力为F2，对工作台的压力为N2．已知N1与N2之比为41：40，g取10N/kg，绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计．则F1与F2之比为________。


参考答案
1、
考点： 杠杆的应用．
专题： 简单机械．
分析： 剪树枝时，用剪刀口的中部，而不用剪刀尖，减小了阻力臂，就减小了动力，在阻力、动力臂一定的情况下，根据杠杆的平衡条件知道减小了动力、更省力．
解答： 解：用剪刀口的中部，而不用剪刀尖去剪树枝，减小了阻力臂L2，而动力臂L1和阻力F2不变， ∵F1L1=F2L2， ∴F1=将变小，即省力． 故选D．

2、
考点： 杠杆中最小力的问题；杠杆的平衡条件．
专题： 应用题；图析法．
分析： 本题主要考查两个知识点：（1）对力臂概念的理解：力臂是指从支点到力的作用线的距离． （2）对杠杆平衡条件（F1l1=F2l2）的理解与运用：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小．据此分析判断．
解答： 解：分别从支点向三条作用线做垂线，分别作出三条作用线的力臂， 从图可知，∵三个方向施力，F2的力臂LOA最长， 而阻力和阻力臂不变， 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力臂越长动力越小， ∴F2最小（最省力） 故选B．

3、
考点： 杠杆的平衡条件．
专题： 图析法．
分析： 金属杆已知长度，且质地均匀，其重心在中点上，将图示拉力F与作用点到O点距离x的变化关系图赋一数值，代入杠杆平衡条件求出金属杆重力．
解答： 解：金属杆重心在中心上，力臂为L1=0.8m，取图象上的一点F=20N，L2=0.4m， 根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂 GL1=FL2 G×0.8m=20N×0.4m 解得：G=10N 故选B．

4、
考点： 杠杆的动态平衡分析．
专题： 错解分析题；简单机械．
分析： 找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出F1、F2的大小．
解答： 解：（1）细杆处于水平位置时，如右上图，△PAO和△PCO都为等腰直角三角形，OC=PC，PO=OA=l，OB=l； ∵（PC）2+（OC）2=（PO）2， ∴OC=l， ∵杠杆平衡， ∴F1×OC=G×OB， F1===G， （2）当拉至细杆与水平面夹角θ为30°时，绳上拉力为F2，如右下图，△PAO为等边三角形， AB=PA=l，AC′=l， ∵（AC′）2+（OC′）2=（OA）2 ∴OC′=l， 在△ABB′中，∠BOB′=30°，BB′=OB=×l=l， ∵（OB′）2+（BB′）2=（OB）2， ∴OB′=l， ∵OB′＜OB， ∴细杆重力的力臂逐渐减小，故B正确； ∵杠杆平衡， ∴F2×OC′=G×OB′， F2===G， ∴F1＞F2，故A错误； 则F1：F2=G：G=：1，故C错误，D正确． 故选：BD．

5、
考点： 杠杆的平衡条件．
专题： 应用题；简单机械．
分析： 密度均匀的直尺，其重心在直尺的中点处，则重力力臂为支点到直尺中心的长度；又已知B端的物重和B端到支点的距离，根据杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力．
解答： 解：设直尺长为L， 从图示可以看出：杠杆的支点为O，动力大小等于物重1N，动力臂为L； 阻力为直尺的重力G′，阻力的力臂为L﹣L=L． 由杠杆平衡的条件得：G′L′=GL， 即：G′×L=1N×L 解得：G′=2N 所以直尺的重力大小为2N． 故选C．

6、
考点： 滑轮组绳子拉力的计算；滑轮组及其工作特点．
专题： 简单机械．
分析： （1）如图，物体在水平方向上做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力，然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点，即可求出绳子末端拉力与摩擦力之间的关系． （2）有两段绳子与动滑轮接触，绳端移动的距离是物体移动距离的2倍，则速度也是物体移动速度的2倍．
解答： 解：（1）由于物体在水平面上做匀速直线运动，所以物体所受拉力等于物体受到的摩擦力；滑轮组是由两根绳子承担动滑轮，所以绳子末端拉力F=f=×60N=30N． （2）有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍，故绳子自由端移动速度是物体移动速度的2倍，即v=0.1m/s×2=0.2m/s； 故选D．

7、
考点： 滑轮组绳子拉力的计算；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．
专题： 推理法．
分析： 分析当胖子和瘦子拉绳时，三个滑轮是动滑轮还是定滑轮，根据动滑轮和定滑轮的特点分析判断．
解答： 解：（1）瘦子固定不动，胖子拉绳使G匀速上升，此时中间滑轮为动滑轮，上下两个滑轮为定滑轮，FA=2G，故A错； （2）胖子固定不动，瘦子拉绳使G匀速上升，三个滑轮都是定滑轮，FB=G，故C错； 综合考虑（1）（2）FA＞FB，故B正确、D错． 故选B．

8、
考点： 滑轮组绳子拉力的计算．
专题： 整体思想．
分析： 本题可用整体法来进行分析，把动滑轮、人和吊篮作为一个整体，当吊篮不动时，整个系统处于平衡状态，那么由5段绳子所承受的拉力正好是人、动滑轮和吊篮的重力和．可据此求解．
解答： 解：将人、吊篮、动滑轮看作一个整体，由于他们处于静止状态，受力平衡． 则人的拉力F=（G人+G轮+G吊篮）=（600N+450N）=210N． 故选C．

拓展题
答案：C
考点：杠杆的平衡分析法及其应用．
解析：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力变大．
当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小．
故F先变大后变小．
故选C．

答案：A
考点：杠杆的平衡分析法及其应用．
解析：（1）由题意可知，杠杆的动力为F，动力臂为OB，阻力分别是重物G物和杠杆的重力G杠杆，阻力臂分别是OA和OB，重物的重力G物=Mg
杠杆的重力G杠杆=mg×OB，
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：
F?OB=G物?OA+G杠杆?OB，
（2）代入相关数据：
则F?OB=Mg?a+mg?OB?OB，
得：F?OB=Mga+mg?（OB）2，
移项得：mg?（OB）2﹣F?OB+Mga=0，
∵杠杆的长度OB是确定的，只有一个，所以该方程只能取一个解，
∴该方程根的判别式b2﹣4ac等于0，因为当b2﹣4ac=0时，方程有两个相等的实数根，即有一个解，
即：则F2﹣4×mg×Mga=0，
则F2=2mMg2a，
得F=?g，
（3）将F=?g代入方程mg?（OB）2﹣F?OB+Mga=0，
解得OB=．
故选A．

答案：ACD
考点：滑轮组绳子拉力的计算；速度的计算．
解析：A、由图知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力F=（G轮+f地）=（20N+200N）=110N，故A错，符合题意；
BC、人对地面的压力F压=G﹣F=510N﹣110N=400N，故B正确、C错；
D、绳子自由端运动速度v=2×0.02m/s=0.04m/s，故D错．
故选ACD．

答案：6：5
考点：滑轮组绳子拉力的计算．
解析：由图知，滑轮组由5段绳子承担物重，第一次工人对绳子的拉力F1=（G物+G动）；
N1=G人+F1=m人g+（m物g+G动）；
同理，第二次N2=m人g+（m物′g+G动）；
又N1与N2之比为41：40，
=
代入数据：=
解得G动=100N
则F1=（G物+G动）=×（50kg×10N/kg+100N）=120N；
F2=（G物′+G动）=×（40kg×10N/kg+100N）=100N；
==
故答案为：6：5．

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